GD32VF103 - I2C调试的坑

I2C

第一次使用I2C总线，虽然之前已经了解过，大概知道这个总线是如何工作的，但没真正去实现过，一般器件都支持spi，调试和连接都简单明了，需要修改的代码也不多，多数能够从以前的代码拷过来，再对照一下官方的示例修改一下就能用。这回实在是spi总线不够用，如果每个器件都占用一个spi，需要四组spi才行，分cs的话，就要重新梳理两个器件之间的占用，纠结了一阵子，还是开始了I2C总线的调试之旅。

调试的准备

如果新手入坑，在购买示波器的时候，一定要买一个好用且精度高一些的。不然就会像我一样，根本捕捉不到I2C的信号，500ms下能轻松捕捉到，但是分辨率太差，没啥用，使用软件模拟I2C的时候，又要不停调试的调软件延时，而且达不到预想的精度。

做了一块demo板，但是没仔细审核，把I2C上拉电阻接地了，于是用跳线和夹子做的总线，结果扑街了，各种错误，后面用洞洞板焊了电路，跳线上去，它居然工作了。

I2C的精髓是阻塞

每个操作都需要等待硬件对相应的状态位置位，才能进行下一步的操作。
使用start信号后，要检查I2C_FLAG_SBSEND是否置位，要等多久才能检查到置位呢，不知道，所以需要死循环，但如果没有ACK，就卡在这里了。所以需要在死循环中检查是否发生N-ACK的错误，或者用定时回调查看是否发生了N-ACK错误，从而将相应的线程stop掉。回调检查可以检查多种错误，如果在阻塞的死循环里把所有的可能发生的错误检查都检查一遍，不仅浪费时间，代码也会臃肿。

检查状态寄存器

在没有示波器和逻辑分析仪的情况下，唯有祭出寄存器大法了，虽然可以用mega2560或者uno写一个现成但没直接查寄存器来得简单明了。
固件库里有寄存器地址转换的宏定义：

#define REG32(addr)                  (*(volatile uint32_t *)(uint32_t)(addr))
#define REG16(addr)                  (*(volatile uint16_t *)(uint32_t)(addr))
#define REG8(addr)                   (*(volatile uint8_t *)(uint32_t)(addr))

使用这些宏就能访问相应的寄存器，I2C的固件库里还进一步把状态寄存器进行封装

/* registers definitions */
#define I2C_CTL0(i2cx)                REG32((i2cx) + 0x00U)      /*!< I2C control register 0 */
#define I2C_CTL1(i2cx)                REG32((i2cx) + 0x04U)      /*!< I2C control register 1 */
#define I2C_SADDR0(i2cx)              REG32((i2cx) + 0x08U)      /*!< I2C slave address register 0*/
#define I2C_SADDR1(i2cx)              REG32((i2cx) + 0x0CU)      /*!< I2C slave address register */
#define I2C_DATA(i2cx)                REG32((i2cx) + 0x10U)      /*!< I2C transfer buffer register */
#define I2C_STAT0(i2cx)               REG32((i2cx) + 0x14U)      /*!< I2C transfer status register 0 */
#define I2C_STAT1(i2cx)               REG32((i2cx) + 0x18U)      /*!< I2C transfer status register */
#define I2C_CKCFG(i2cx)               REG32((i2cx) + 0x1CU)      /*!< I2C clock configure register */
#define I2C_RT(i2cx)                  REG32((i2cx) + 0x20U)      /*!< I2C rise time register */

所以可以直接访问相关的寄存器，比如查看地址寄存器是否存放了正确的从机地址，格式是否正确。查看收发缓存是否存放正确的数据等等。

获取状态位

i2c_flag_get()是调试中使用最多、且最有用的。它能获取已经定义的状态指示、错误指示，虽然可以直接读整个状态寄存器，但直接查询到位是真的香。